Levitazione acustica

Qualche giorno fa, sono stati pubblicati i risultati di una ricerca davvero interessante. Credo sia il caso di analizzarli prima di tutto per la curiosita’ che possono innescare, ma soprattutto per le importanti applicazioni future che questi studi potrebbero avere.

Come forse avrete letto su diversi giornali, un gruppo dell’universita’ di Zurigo, guidato da un ricercatore italiano, e’ riuscito a creare il primo sistema di levitazione e movimentazione acustica.

Di cosa si tratta?

Detto in parole molto semplici, il suono altro non e’ che una successione di compressione e rarefazioni del mezzo in cui si muove, nel caso piu’ comune l’aria. Cioe’? Le onde sonore si propagano spostando l’aria e sono proprio queste vibrazioni quelle che noi udiamo e che fanno vibrare il nostro apparato uditivo. Infatti, come sapete, il suono non si propaga in un ambiente dove e’ stato fatto il vuoto proprio perche’ manca il mezzo per poterlo far camminare.

Il sistema di levitazione e movimentazione basato su onde sonore

Molte fonti fanno un po’ di confusione nella descrizione dell’apparato sperimentale realizzato a Zurigo, fornendo informazioni poco chiare o in alcuni casi sbagliate. Pensateci bene, se il suono crea uno spostamento dell’aria, allora un’onda sonora potrebbe essere utilizzata per far muovere un oggetto molto leggero. Bene, questo e’ il principio di base.

Al contrario di quello che trovate su molti giornali, la levitazione sonora e’ una cosa conosciuta gia’ da molti anni, dunque non e’ stata affatto “inventata” a Zurigo. Come funziona? Se ci pensate, se mettiamo un suono a spingere un oggetto, questo riuscirebbe a farlo muovere in una direzione. Per poterlo far levitare, e’ necessario avere due superfici, una emettitrice del suono e una in cui viene riflesso. Poiche’ l’onda sonora e’ come una sinusoide che si muove, calibrando opportunamente i nodi dell’onda, ottenuta dalla sovrapposizione dell’onda emessa e di quella riflessa, possiamo tenere l’oggetto fermo in questo punto. Sembra complicato ma non lo e’. Il “nodo” e’ quel punto in cui l’onda si annulla. Rimanendo nell’esempio della sinusoide, e’ quel punto in cui la funzione attraversa lo zero.

Bene, se mettiamo l’oggetto esattamente nel nodo, questo rimarra’ sospeso in questo punto, cioe’ l’onda sonora riuscira’ esattamente a bilanciare il peso dell’oggetto. Questo e’ il concetto della levitazione acustica che si conosce gia’ da diversi anni.

Dunque, cosa e’ stato studiato a Zurigo?

La levitazione acustica di cui stiamo parlando e’ un qualcosa di statico. Si mette l’oggetto nel nodo e questo resta in equilibrio. Lo studio pubblicato in questi giorni riguarda invece un apparato sperimentale realizzato ponendo diversi emettitori in linea con altrettanti riflettori in alto. Modulando la frequenza delle onde sonore e la loro intensita’, e’ possibile spostare orizzontalmente i nodi. Come potete facilmente capire, se l’oggetto e’ fisso nel nodo, punto di equilibrio, spostando il punto riusciamo a far muovere anche l’oggetto dal momento che questo e’ vincolato nel nodo.

Come potete capire facilmente, le limitazioni principali del sistema sono sul peso dell’oggetto posizionato, oltre che ovviamente nel suo volume. Il sistema realizzato consente di far levitare e  spostare, ad esempio, gocce di liquido o piccole quantita’ di solido.

Bellissimo, ma a cosa serve?

Pensateci bene, potete posizionare qualcosa nel sistema e farlo muovere senza toccarlo. Non vi viene in mente nulla? Nel settore farmaceutico, la manipolazione tra sostsnze e’ spesso inficiata dal contatto, seppur minimo, manuale. Il poter mescolare due sostanze facendole scontrare senza forze esterne rappresenta un vantaggio importantissimo in questo settore.

Inoltre, questo sistema potrebbe essere utilizzato nella manipolazione genetica delle cellule. Frammenti di DNA possono essere inseriti nelle cellule evitando tutta una serie di problematiche legate al metodo tradizionale, manipolazione manuale, contaminazione, ecc.

Altra applicazione importante potrebbe, ad esempio, essere nella manipolazione senza mani di sostanze tossiche e radioattive. Anche in questo caso, il contatto con l’umo potrebbe causare danni alla salute evitabili con l’utilizzo di questo sistema.

Concludendo, la levitazione acustica e’ un processo noto gia’ da tempo. Solo in questi giorni pero’, si e’ riusciti a realizzare un sistema in grado anche di spostare oggetti. Le applicazioni di questo sistema potrebbero essere molteplici. Il dispositivo consente infatti di poter mescolare o trattare piccole parti di liquido o solido senza il minimo contatto con l’essere umano, con evidenti vantaggi sia nel settore farmaceutico che in quello biologico.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Tesori sotto il mare

Chissa’ quante volte, osservando il mare, ci siamo chiesti quali grandi tesori e segni di antiche civilta’ ci sono ancora sotto le sue sabbie. Probabilmente, la stessa domanda se la sono fatta anche i ricercatori del centro di Archeologia sottomarina dell’universita’ di Oxford, quando hanno iniziato a studiare i resti di un’antica cittadina egiziana, conosciuta come importante nodo di scambio per le merci che viaggiavano da occidente verso oriente.

Il porto in questione e’ quello di Heracleion per i greci, o Thonis per gli egiziani, di cui si hanno notizie da tantissimi ritrovamenti che narrano l’importanza strategica di questa cittadina e soprattutto del suo porto. I ricercatori dell’universita’ di Oxford hanno iniziato nel 1996 a studiare i reperti archeologici per cercare di individuare il luogo dove sorgeva questo insediamento e, solo dopo 4 anni, cioe’ nel 2000, hanno annunciato di aver trovato il punto esatto.

L’antica Heracleion sorgeva nei pressi di Abukir, a pochi kilometri da Alessandria, ma non su quella che oggi vediamo come la costa, bensi’ circa 6 km a largo e 30 metri sotto il livello del mare.

Vista la particolare difficolta’, ci sono voluti 13 anni per riportare alla luce i resti di Heracleion, ma il lavoro degli archeologi e’ stato ampiamente ripagato. Dagli scavi si e’ potuto ricostruire gran parte della citta’, mostrando non solo un porto molto esteso, ma anche un centro cittadino nel perfetto stile dell’epoca.

Perche’ era cosi’ importante questa citta’? Come anticipato, si trattava di un importante nodo di scambio per le merci che viaggiavano verso oriente. Nel porto di Heracleion arrivavano dunque navi cariche di merci che venivano catalogate e poi imbarcate per viaggiare sul Nilo e quindi raggiungere le zone piu’ interne. Ovviamente, in base alla tipologia di carico, era necessario pagare un dazio per il trasporto, tassa che ha contribuito ad arricchire e far prosperare l’antica citta’.

Come potete immaginare, gli scavi sono stati completati proprio in questi giorni e in rete trovate anche diversi video che mostrano i fondali al largo di Abukir dove prima sorgeva Heracleion:

Oltre a numerose statue raffiguranti divinita’ egiziane, sono stati trovati reperti molto interessanti. Prima di tutto, simboli sia graci che egizi, ma anche merci, monete, pesi di piombo utilizzati per valutare il valore del trasporto oltre ovviamente ad edifici completi.

Leggermente al largo dell’antico porto, sono stati ritrovati ben 64 relitti di navi da carico. A detta degli archeologi, questi relitti testimoniano anche la continua bonifica della zona portuale effettuata agli addetti che provvedevano ad affondare navi troppo vecchie o non piu’ perfettamente efficienti.

A dimostrazione del carattere “internazionale” per il tempo di Heracleion, le iscrizioni e le steli ritrovate nel porto, molto spesso, sono scritte sia in egiziano che in greco, in modo da offrire una segnalatica e degli avvertimenti comprensibili dai principali utilizzatori del nodo di scambio.

Oltre all’importanza archeologica di questo ritrovamento, i resti dell’antica citta’ sono quasi in un perfetto stato di conservazione proprio grazie al fatto che sono rimasti seppelliti per ben 1200 anni nella sabbia. Questo mantello isolante, ha conservato in ottimo stato i manufatti in pietra dell’antica citta’ arrivati fino a noi in condizioni veramente eccellenti, come visto anche nel video girato sotto il livello del mare.

Domanda molto interessante che ci si pone e’: come mai Heracleion e’ affondata nel mare?

Purtroppo, ad oggi, su questa domanda, non esiste ancora una risposta universalmente acettata. Dalle osservazioni sul campo, si pensa che l’antica citta’ sorgesse su un terreno molto argillosso, come quello della zona circostante, e dunque fortememte soggetto a cedimenti strutturali. Molto probabilmente, a seguito di un violento sisma, il terreno e’ ceduto sotto il peso dei vasti edifici della citta’, facendo sprofondare in acqua l’importante centro antico.

In questa chiave, molto probabile e confermata dal punto di vsta geologico dagli studi sulla zona, lo sviluppo stesso della citta’, e dunque l’aumentata cubatura degli edifici, sarebbe stata una delle cause che avrebbe portato alla distruzione dell’antica Heracleion.

Come potete vedere dalle foto, quanto ritrovato sotto la sabbia e’ veramente notevole. Praticamente, stiamo riportando alla luce resti di 1200 anni fa, rimasti inviolati dal momento in cui la citta’ e sprofondata. Concludendo, gli scavi sono stati conclusi, ma ancora moto lavoro resta da fare prima di tutto per catalogare i ritrovamenti, ma anche per eseguire un’indagine in ritardo di 1200 anni per capire il perche’ questo fiorente porto dell’antichita’ sia stato spazzato via cosi’ velocemente.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.